CN110977341B - 一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，其特征在于：所述的提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，确定焊蜂窝前、焊蜂窝后加工内容，首先确定零件蜂窝上端面的加工位置，将蜂窝上端面焊蜂窝后加工至设计尺寸调整为焊蜂窝前加工至设计尺寸，以避免焊后加工过程中因蜂窝高度不一致造成局部碰伤蜂窝或加工不到设计要求尺寸的问题；除蜂窝上端面和蜂窝安装表面外，其余表面均在焊完蜂窝后组合加工至最终尺寸。本发明的优点：本发明所述的提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，该项技术已在其它种类发动机同类零件上应用，零件合格率由应用前71％提升到100％，经济效益大大提升。

Description

一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法
技术领域
本发明涉及机加工领域，特别涉及了一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法。
背景技术
发动机构件中存在着大量带蜂窝的薄壁环类零件，焊后变形问题始终是该类零件制造过程中的瓶颈问题。导叶内环类零件亦属于带蜂窝薄壁环形类零件之一，结构复杂，壁薄、刚性差，精度要求高；加工时材料去除量大，加工应力大，加工易变形，尤其是带蜂窝的薄壁环形类零件还需进行钎焊蜂窝和时效工艺，温度较高，焊接和时效后变形较大，给后续机械加工带来较大难度，零件质量难以保证，蜂窝处轴向尺寸7.5(如图3所示)因变形导致难以达到设计要求，且加工中极易碰伤蜂窝，一旦蜂窝损伤严重，零件无法使用，只能报废，导致合格率低、经济性差。
发明内容
本发明的目的是针对带蜂窝薄壁环形类零件因焊接变形导致蜂窝端面跳动较大，致使加工蜂窝上端面时轴向尺寸加工不合格甚至碰伤蜂窝问题制定了加工工艺优化(调整单组件加工内容)、增加改善装夹稳定性的辅助工艺台阶等改进措施，并加以验证，使零件满足设计要求，解决加工合格率低、经济性差问题，特提供了一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法。
本发明提供了一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，其特征在于：所述的提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，确定焊蜂窝前、焊蜂窝后加工内容，首先确定零件蜂窝上端面的加工位置，将蜂窝上端面(如图1所示)焊蜂窝后加工至设计尺寸调整为焊蜂窝前加工至设计尺寸，以避免焊后加工过程中因蜂窝高度不一致造成局部碰伤蜂窝或加工不到设计要求尺寸的问题；除蜂窝上端面和蜂窝安装表面①②(如图1所示)外，其余表面均在焊完蜂窝后组合加工至最终尺寸。
零件焊接蜂窝前几何形状设计及工艺凸台尺寸给定：
设计具有辅助支撑作用的工艺凸台(如图4所示)，增加了焊接蜂窝后组合加工时的定位基准面面积，可提高组合加工时零件定位、装夹稳定性，减小加工应力及加工变形；该工艺凸台尺寸需计算准确，需能保证在焊蜂窝后组合加工后完整去除。
预留焊后组合加工余量：
因零件壁薄，刚性差，且零件内部存在毛坯锻造应力和机加内应力，在焊接蜂窝时温度较高(1000℃以上)，焊后零件存在一定变形，因此预留组合加工余量应大于零件的最大变形量；根据目前收集的焊接变形情况，焊蜂窝后组合加工各表面预留加工余量2mm。
确定加工蜂窝处上端面走刀方向：
为了防止焊蜂窝后机械加工蜂窝上端面工艺凸台时刮伤蜂窝，设计数控加工走刀路径及方向应尽量远离蜂窝(如图5所示)，沿轴向进刀、退刀，取代按传统的原加工方式沿径向走刀方式(如图3所示)，从而解决机加过程中碰伤蜂窝导致零件超差交付或报废问题。
步骤一：制定工艺优化方案
制定焊前单件加工工艺和焊后组件加工工艺优化方案，调整单、组件加工内容，将蜂窝处轴向尺寸11(如图4所示)由焊后组合加工间接保证调整为在焊前单件加工至最终尺寸。
改进前工艺：单件加工至图2状态(蜂窝上端面按14.5加工，留余量3.5焊后组合加工)→钎焊蜂窝→焊后按图3加工，保证尺寸7.5。
改进后工艺：单件加工至图4状态(蜂窝上端面按11加工，不留余量)→钎焊蜂窝→焊后机械加工→按图5加工，去除工艺凸台。
步骤二：设计辅助支撑工艺凸台
设计辅助支撑工艺凸台，计算工艺凸台尺寸，重新绘制余量图，保证凸台去除时无残留。
步骤三：更改工艺规程。
按步骤一、步骤二改进方案更改工艺规程。
步骤四：按改进后工艺规程加工零件，验证改进措施的合理性。
步骤五：检测零件，判定是否满足设计要求。
步骤六：类似零件推广应用。
本发明的优点：
本发明所述的提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，该项技术已在其它种类发动机同类零件上应用，零件合格率由应用前71％提升到100％，经济效益大大提升。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为典型零件最终状态示意图；
图2为改进前焊蜂窝前零件状态示意图；
图3为改进前焊蜂窝后零件加工示意图；
图4为改进后焊蜂窝前零件状态示意图；
图5为改进后焊蜂窝后零件加工示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明提供了一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，其特征在于：所述的提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，确定焊蜂窝前、焊蜂窝后加工内容，首先确定零件蜂窝上端面的加工位置，将蜂窝上端面(如图1所示)焊蜂窝后加工至设计尺寸调整为焊蜂窝前加工至设计尺寸，以避免焊后加工过程中因蜂窝高度不一致造成局部碰伤蜂窝或加工不到设计要求尺寸的问题；除蜂窝上端面和蜂窝安装表面①②(如图1所示)外，其余表面均在焊完蜂窝后组合加工至最终尺寸。
零件焊接蜂窝前几何形状设计及工艺凸台尺寸给定：
设计具有辅助支撑作用的工艺凸台(如图4所示)，增加了焊接蜂窝后组合加工时的定位基准面面积，可提高组合加工时零件定位、装夹稳定性，减小加工应力及加工变形；该工艺凸台尺寸需计算准确，需能保证在焊蜂窝后组合加工后完整去除。
预留焊后组合加工余量：
因零件壁薄，刚性差，且零件内部存在毛坯锻造应力和机加内应力，在焊接蜂窝时温度较高(1000℃以上)，焊后零件存在一定变形，因此预留组合加工余量应大于零件的最大变形量；根据目前收集的焊接变形情况，焊蜂窝后组合加工各表面预留加工余量2mm。
确定加工蜂窝处上端面走刀方向：
为了防止焊蜂窝后机械加工蜂窝上端面工艺凸台时刮伤蜂窝，设计数控加工走刀路径及方向应尽量远离蜂窝(如图5所示)，沿轴向进刀、退刀，取代按传统的原加工方式沿径向走刀方式(如图3所示)，从而解决机加过程中碰伤蜂窝导致零件超差交付或报废问题。
步骤一：制定工艺优化方案
制定焊前单件加工工艺和焊后组件加工工艺优化方案，调整单、组件加工内容，将蜂窝处轴向尺寸11(如图4所示)由焊后组合加工间接保证调整为在焊前单件加工至最终尺寸。
改进前工艺：单件加工至图2状态(蜂窝上端面按14.5加工，留余量3.5焊后组合加工)→钎焊蜂窝→焊后按图3加工，保证尺寸7.5。
改进后工艺：单件加工至图4状态(蜂窝上端面按11加工，不留余量)→钎焊蜂窝→焊后机械加工→按图5加工，去除工艺凸台。
步骤二：设计辅助支撑工艺凸台
设计辅助支撑工艺凸台，计算工艺凸台尺寸，重新绘制余量图，保证凸台去除时无残留。
步骤三：更改工艺规程。
按步骤一、步骤二改进方案更改工艺规程。
步骤四：按改进后工艺规程加工零件，验证改进措施的合理性。
步骤五：检测零件，判定是否满足设计要求。
步骤六：类似零件推广应用。
实施例2
本发明提供了一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，其特征在于：所述的提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，确定焊蜂窝前、焊蜂窝后加工内容，首先确定零件蜂窝上端面的加工位置，将蜂窝上端面(如图1所示)焊蜂窝后加工至设计尺寸调整为焊蜂窝前加工至设计尺寸，以避免焊后加工过程中因蜂窝高度不一致造成局部碰伤蜂窝或加工不到设计要求尺寸的问题；除蜂窝上端面和蜂窝安装表面①②(如图1所示)外，其余表面均在焊完蜂窝后组合加工至最终尺寸。
零件焊接蜂窝前几何形状设计及工艺凸台尺寸给定：
设计具有辅助支撑作用的工艺凸台(如图4所示)，增加了焊接蜂窝后组合加工时的定位基准面面积，可提高组合加工时零件定位、装夹稳定性，减小加工应力及加工变形；该工艺凸台尺寸需计算准确，需能保证在焊蜂窝后组合加工后完整去除。
预留焊后组合加工余量：
因零件壁薄，刚性差，且零件内部存在毛坯锻造应力和机加内应力，在焊接蜂窝时温度较高(1000℃以上)，焊后零件存在一定变形，因此预留组合加工余量应大于零件的最大变形量；根据目前收集的焊接变形情况，焊蜂窝后组合加工各表面预留加工余量2mm。
确定加工蜂窝处上端面走刀方向：
为了防止焊蜂窝后机械加工蜂窝上端面工艺凸台时刮伤蜂窝，设计数控加工走刀路径及方向应尽量远离蜂窝(如图5所示)，沿轴向进刀、退刀，取代按传统的原加工方式沿径向走刀方式(如图3所示)，从而解决机加过程中碰伤蜂窝导致零件超差交付或报废问题。

Claims (1)

1.一种提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，其特征在于：所述的提升带蜂窝环形零件加工质量的工艺方法，确定焊蜂窝前、焊蜂窝后加工内容，首先确定零件蜂窝上端面的加工位置，将蜂窝上端面焊蜂窝后加工至设计尺寸调整为焊蜂窝前加工至设计尺寸，以避免焊后加工过程中因蜂窝高度不一致造成局部碰伤蜂窝或加工不到设计要求尺寸的问题；除蜂窝上端面和蜂窝安装表面外，其余表面均在焊完蜂窝后组合加工至最终尺寸；
零件焊接蜂窝前几何形状设计及工艺凸台尺寸给定：
设计具有辅助支撑作用的工艺凸台，增加了焊接蜂窝后组合加工时的定位基准面面积，可提高组合加工时零件定位、装夹稳定性，减小加工应力及加工变形；该工艺凸台尺寸需计算准确，需能保证在焊蜂窝后组合加工后完整去除；
预留焊后组合加工余量：
因零件壁薄，刚性差，且零件内部存在毛坯锻造应力和机加内应力，在焊接蜂窝时温度1000℃以上，焊后零件存在一定变形，因此预留组合加工余量应大于零件的最大变形量；根据目前收集的焊接变形情况，焊蜂窝后组合加工各表面预留加工余量2mm；
确定加工蜂窝处上端面走刀方向：
为了防止焊蜂窝后机械加工蜂窝上端面工艺凸台时刮伤蜂窝，设计数控加工走刀路径及方向应尽量远离蜂窝，沿轴向进刀、退刀，取代按传统的原加工方式沿径向走刀方式，从而解决机加过程中碰伤蜂窝导致零件超差交付或报废问题；
步骤一：制定工艺优化方案
制定焊前单件加工工艺和焊后组件加工工艺优化方案，调整单、组件加工内容，将蜂窝处轴向尺寸由焊后组合加工间接保证调整为在焊前单件加工至最终尺寸；单件加工，蜂窝上端面不留余量→钎焊蜂窝→焊后机械加工→加工去除工艺凸台；
步骤二：设计辅助支撑工艺凸台
设计辅助支撑工艺凸台，计算工艺凸台尺寸，重新绘制余量图，保证凸台去除时无残留；
步骤三：更改工艺规程；
按步骤一、步骤二改进方案更改工艺规程；
步骤四：按改进后工艺规程加工零件，验证改进措施的合理性；
步骤五：检测零件，判定是否满足设计要求。
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